Development of detector active element based on thgem
V. Inshakov, V. Kryshkin, N. Kuzmin, V. Skvortsov, S. Sychkov, A. Sytin
厚气体电子倍增器被认为是辐射硬探测器（强子量能器）。进行了工艺和设计研究，以优化元件结构。给出了测量结果和下一步计划。
A thick gas electron multiplier is considered for radiation-hard detectors (hadron calorimeter). There was carried out technological and design study to optimize the element structure. The measurements results and the next plans are presented.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
A concept for laboratory studies of radiation detectors over a broad dynamic-range: instabilities evaluation in THGEM-structures
本文提出并讨论了一种在实验室中评价气体雪崩探测器动态范围的简单方法。它包括两个工具：可调增益的电荷注入器，将辐射诱导的放大电子群转移到所研究的探测器，以模拟具有明确定义的初级电离光谱的事件，以及测量探测器放电概率的系统方法。该方法，适用于广泛的探测器，在这里适用于各种单级THGEM和THGEM-WELL结构的不稳定性研究。结果表明，在一个更大的可达到的动态范围在一个单级THGEM操作与额外的乘法在感应间隙。
Time resolution of a Thick Gas Electron Multiplier (THGEM) - based detector
利用紫外光子和相对论电子测量了双级厚宝石探测器（THGEM）的时间分辨率。采用半透明或反射式光电阴极的光子探测器，对单个光电子的时间分辨率约为8- 10 ns RMS，对几百个光电子的时间分辨率约为0.5- 1 ns RMS。用~（106）Ru源对相对论电子进行了时间分辨，时间分辨约为10 ns RMS。
Investigations of a THGEM-based imaging detector
我们提出了我们最近的研究结果厚气体电子倍增器（THGEM）为基础的成像探测器原型。它由两个级联的100 x100 mm^2 THGEM电极组成，耦合到电阻阳极。事件位置用配备有离散延迟线和专用电子器件的2D双面读出电极记录。THGEM电极，由标准的印刷电路板和机械钻孔技术，0.4毫米厚的0.5毫米直径的孔间隔为1毫米。本地化分辨率约0.7毫米（半高宽）的测量与软X射线，在大气压Ar/CH 4操作的检测器，实现了良好的线性和均匀性。我们描述了成像探测器的布局，连续阳极2D读出系统和成像性能。THGEM具有许多潜在的应用，需要大面积成像探测器，具有高速率能力，单电子灵敏度和中等（亚毫米）的定位分辨率。
Further evaluation of a THGEM UV-photon detector for RICH - comparison with MWPC
研究了单、双和三重THGEM紫外探测器与反射式CsI光电阴极（CsI-THGEM）在Ne/CH 4和Ne/CF 4混合气体中的工作情况，以探讨它们在RICH中的潜在应用。这些研究是用紫外线、X射线和β电子进行的，重点是可实现的最大增益、放电概率、阴极激发效应和长期增益稳定性。在类似的条件下进行了比较研究，在CH 4，CF 4和Ne/CF 4，与MWPC耦合到反射CsI光电阴极（CsI-MWPC）。结果发现，当计数率<= 10 Hz/mm^2时，CsI-THGEMs的最大增益由雷瑟极限决定;当计数率> 10 Hz/mm^2时，增益随计数率下降。在研究的所有情况下，在相似条件下，可获得的CsI-THGEM增益显著高于CsI-MWPC。此外，CsI-THGEM紫外检测器遭受更少的阴极激发诱导的影响相比，CsI-MWPC和具有更好的稳定性，在高计数率。
Signal Formation in THGEM-like Detectors
本文通过数值模拟研究THGEM、THWELL和RPWELL探测器在氩/氖加5%甲烷中的信号形成，并用前置放大器响应卷积阳极信号，经实验验证模拟框架可揭示探测器内部复杂动力学过程。
Recent advances with THGEM detectors
厚气体电子倍增器（THGEM）是一种简单而坚固的电极，适用于大面积探测器。在这项工作中，不同的THGEM为基础的结构的物理性能的广泛的比较研究的结果进行了审查。重点是新建议的THGEM样的井配置，以及最近开发的表征方法。WELL结构是直接耦合到不同阳极读出电极的单侧THGEM电极。该结构的不同之处在于底部THGEM电极与金属读出焊盘的耦合概念：具有直接耦合的厚阱（THWELL）;通过沉积在绝缘片上的薄电阻膜耦合的电阻性阱（RWELL）和分段电阻性阱（SRWELL）以及通过高体电阻率板耦合的电阻板阱（RPWELL）。结果进行了比较，传统的双面THGEM电极，其次是感应间隙-在某些情况下，在间隙内的适度额外的乘法。我们比较不同的配置在增益，雪崩扩展，放电率和幅度以及速率能力在一个广泛的动态范围内-利用一种方法，模仿高度电离粒子在实验室中。我们报告最近的研究雪崩分布在THGEM孔使用光学读出。
CsI-THGEM gaseous photomultipliers for RICH and noble-liquid detectors
总结了由碘化铯涂层THGEM电子倍增器构成的紫外光子成像探测器的性能。本文介绍了探测稀有液体中切伦科夫光和闪烁光子的新结果。
Simulation of gain stability of THGEM gas-avalanche particle detectors
利用专用的模拟工具研究了厚气电子倍增器（THGEM）中影响增益稳定性的充电过程。与Garfield++集成，它提供了一个有效的平台，系统的唯象研究的充电过程中MPGD探测器。我们描述的仿真工具和微调的算法收敛所需的步长，在物理参数。THGEM探测器的增益稳定性随时间的模拟结果，探索其演变的电极厚度和施加的电压的作用。结果表明，通过电极的孔达到增益稳定所需的照射电荷的总量是在几十到几百pC的范围内，这取决于探测器的几何形状和工作电压。这些结果与先前提出的实验观察一致。
First performance evaluation of a Multi-layer Thick Gaseous Electron Multiplier with in-built electrode meshes - MM-THGEM
我们描述了一种新的微图案气体检测器结构，包括一个多层孔型倍增器（M-THGEM）结合两个内置的电极网格：多网格THGEM型倍增器（MM-THGEM）。施加在各个电极之间的合适的电势差提供了MM-THGEM孔内的电离电子的有效收集和网格之间的大电荷雪崩倍增。不同于传统的空穴型倍增器（例如，气体电子倍增器-GEM、厚气体电子倍增器-THGEM等），其特征在于雪崩间隙内的可变（类偶极）场强，MM-THGEM中的电子很大程度上被在两个网格之间建立的强均匀场倍增，如在平行板雪崩几何结构中。孔内两个网格的存在允许捕获流回漂移区的大部分正离子。在Ar/（10%）CH_4和He/（10%）CO_2中，在标准的温度和压力条件下，用单个MM-THGEM进行单个光电子探测，气体增益超过10^5。当MM-THGEM与常规THGEM耦合并用作第一级联元件时，在He/（10%）CO2中最大可实现增益达到10^6以上，而在最佳探测器偏压配置的情况下，IBF接近1.5%。该IBF值比双GEM/THGEM检测器获得的IBF值低几倍（5-10%），并且与Micromegas检测器获得的性能相当。
Geiger Mode APD performance in a cryogenic two-phase Ar avalanche detector based on THGEMs
从稀有事件实验的角度出发，研究了基于THGEM的低温两相氩雪崩探测器中盖革模式APD（G-APD）的特性。G-APD的信号幅度和噪声特性在低温下被证明是优于那些在室温下。利用不带波长位移器的G-APD对两相Ar中THGEM倍增器空穴的雪崩峰进行了有效探测。在雪崩增益为60时，由G-APD测量的雪崩闪烁产额高达0.9个光电子/雪崩电子，外推至4pi接受度。
Study of a sealed high gas pressure THGEM detector and response of Alpha particle spectra
组装了一台工作在纯氩气中的密封高气压探测器。它由一个5 cm $\times$ 5 cm PCB THGEM（厚气体电子倍增器）组成。介绍了探测器的结构和实验装置。在2个大气压下的性能主要表现在选择最佳的电离区和感应区电压。本文研究了用相对气体增益测量的α粒子谱的形状与气压（1.3 $\sim$ ~ 2.0 atm）的关系。用加权场$E/P$表示的THGEM的8组相对气体增益与工作电压的关系进行了归一化，与理论一致。结果表明，采用灵敏气压计测量和气体增益校核，该气室气密性良好。实验结果与蒙特卡罗模拟的能量沉积没有气体增益的参与进行了比较。
A concise review on THGEM detectors
我们简要回顾了厚GEM（THGEM）的概念和属性，它是一个强大的，高增益的气体电子倍增器，经济地制造标准的印刷电路钻孔和蚀刻技术。其操作和结构类似于GEM，但具有5至20倍的扩展尺寸。毫米级的空穴尺寸导致良好的电子输运和大的雪崩倍增因子，例如在双THGEM级联的单光电子探测器中达到10^7。倍增器的材料、参数和形状可以根据应用定制;它可以在任何计数气体中工作，包括惰性气体，压力范围从1 mbar到几bar;最近证明了它在低温（LAr）条件下的工作。高增益，亚毫米空间分辨率，高计数率的能力，良好的定时性能和工业生产能力的大面积鲁棒探测器的可能性，铺平了道路，走向广泛的潜在应用，一些在这里简要讨论。
Two-phase Cryogenic Avalanche Detectors with THGEM and hybrid THGEM/GEM multipliers operated in Ar and Ar+N2
具有GEM和THGEM倍增器的两相低温雪崩探测器（CRADs）已成为稀有事件实验中一种新兴的潜在电荷记录技术。在这项工作中，我们提出了在Ar和Ar+N2中操作的两相CRADs的性能。灵敏面积为10 × 10 cm 2的探测器，达到升级活性体积，用双THGEM倍增器产生了1000量级的增益。更高的增益，约5000，已经达到了在两相Ar CRAD与混合三级乘法器，包括一个双THGEM其次是创业板。两相CRAD在掺有N2（0.1-0.6%）的Ar中的性能与在两相Ar中的操作相比产生更快的信号和类似的增益。对稀有事件实验的适用性进行了讨论。
Thick GEM-like multipliers - a simple solution for large area UV-RICH detectors
我们报告的厚宝石类（THGEM）电子倍增器的0.4毫米厚的双面铜包层G-10板制成的性能，穿孔与密集的六角形阵列的0.3毫米直径的钻孔。采用Ar/CO_2（70：30）、Ar/CH_4（95：5）、CH_4和CF_4对由THGEM耦合到半透明CsI光电阴极或沉积在THGEM表面的反射式CsI光电阴极的光子探测器进行了研究。单或双THGEM分别达到约100000或超过1000000的增益;信号具有5-10 ns的上升时间。THGEM电极处的电场配置导致光电子的有效提取及其聚焦到空穴中;这已经在低于100的相当低的增益下发生。这些探测器具有单光子灵敏度和预期的亚毫米定位，可以以MHz/mm 2的速率工作。我们讨论了他们的前景，大面积紫外光子成像的丰富。
Operation of a Thick Gas Electron Multiplier (THGEM) in Ar, Xe and Ar-Xe
我们提出了我们最近的研究结果厚气态电子倍增器（THGEM）为基础的探测器，在Ar，Ar：Ar（95：5）在各种气体压力下操作。采用软x射线研究了不同探测器结构和参数下的雪崩倍增特性和能量分辨率。在双THGEM检测器中，在大气压下，在所有气体中，在几乎所有测试条件下均达到10 E4以上的增益;在Ar：Ar（95：5）中，在高达2 bar的压力下达到类似的增益。的能量分辨率依赖于气体，压力，孔的几何形状和电场进行了详细的研究，在某些配置值低于20%FWHM与5.9千电子伏的X射线。
Laboratory studies of THGEM-based WELL structures with resistive anodes
在这项工作中，我们调查了三个变种的单放大级检测器元件，它们包括THGEM电极在其底部封闭的金属或电阻阳极，形成井型配置。我们提出的厚阱（THWELL），电阻阱（RWELL）和分段电阻阱（SRWELL）的比较研究的结果，专注于他们的性能方面的火花猝灭能力，增益随位置和计数率的变化，脉冲形状和信号传播到相邻的读出焊盘;该研究包括30 × 30和100 × 100 mm $^2$探测器。结果表明，电阻阳极的WELL结构提供稳定的操作，即使在高度电离的环境中，有效的火花淬灭，以及比标准THGEM/感应间隙配置更高的增益。相邻的读出垫之间的串扰被证明是有效地消除在分段检测器与电阻层下面的导电网格。后一种倍增器应允许设计非常薄的探测器，例如计划用于未来线性对撞机实验的数字强子量能器中的采样元件。
Signal formation and induction-gap optimization in a THGEM coupled to a resistive plate anode
本文研究了与电阻板阳极耦合的THGEM探测器，确定最优感应间隙为0.2 mm，测得其在特定条件下的信号性能，建立新型配置并为粒子探测应用提供指导。
Concept of a novel fast neutron imaging detector based on THGEM for fan-beam tomography applications
介绍了一种基于THGEM的新型高效快中子成像探测器的概念设计和工作原理，该探测器可用于未来的扇束透射层析成像。我们报告的可行性研究的基础上的理论建模和计算机模拟的一个可能的探测器配置原型。特别是，我们讨论的结果，关于探测器的几何形状的优化，估计其一般性能，和预期的成像质量：据估计，约5-8%的检测效率可以实现2.5 MeV的中子;空间分辨率约为1毫米，没有实质性的退化，由于散射效应。成像系统的预期应用是用于核能工业的非破坏性测试中的中子层析成像，包括检查乏核燃料束、检测爆炸物或药物以及调查热工水力现象（例如，两相流、传热、相变、冷却剂动力学和液态金属流）。
Advances in imaging THGEM-based detectors
厚GEM（THGEM）[1]是一种“扩展”GEM，在PCB行业中通过简单的钻孔和G-10或其他绝缘材料的蚀刻经济地生产（图1）。与GEM类似，其操作基于亚毫米孔中的电子气雪崩倍增，从而产生非常高的增益和快速信号。由于其大的孔尺寸，THGEM在将电子传输到孔中和从孔中传输电子方面特别有效，从而导致有效的单电子检测和有效的级联操作。THGEM提供真正的像素化辐射定位、ns信号、高增益和高速率能力。对于THGEM性质的全面总结，读者可参考[2，3]。在这篇文章中，我们提出了一个总结，我们最近的研究基于THGEM成像，进行了10 × 10平方厘米的双THGEM探测器。
Experimental research on the THGEM-based thermal neutron detector
为了满足下一代中子装置的需要，研制了一种新型热中子探测器，该探测器采用国产THGEM（厚气体电子倍增器）作为3 He的替代品。一种类型的Au涂层THGEM是专门为中子探测而设计的。研制了探测器样机，并进行了初步的实验测试，包括在Ar/CO2混合气体中工作的Au涂层THGEM的性能测试和252 CF源的中子成像测试，为今后的研究提供了实验数据参考。
Direct observation of avalanche scintillations in a THGEM-based two-phase Ar avalanche detector using Geiger-mode APD
本文提出了一种用盖革雪崩光电二极管（G-APD）记录光信号的新概念。考虑到在稀有事件实验中的潜在应用，在厚气体电子倍增器（THGEM）中测量了雪崩闪烁光子。在两相Ar中，用不带波长位移器的裸G-APD，即对Ar的真空紫外辐射不敏感，证明了THGEM孔中雪崩振荡的有效检测。在气体雪崩增益为400和\pm 70 μ \circ视角下，G-APD在液体Ar中转换的每60 keV X射线产生640个光电子（pe）;这对应于每初始（在倍增之前）电子0.7 pe。观察到的雪崩振荡可能发生在近红外（NIR），G-APD可能具有高灵敏度。所测得的闪烁产额与其他人在VUV中观察到的闪烁产额相似。在这项工作中讨论的其他相关主题是G-APD的单像素和淬火电阻器在低温下的特性。
Thick GEM versus thin GEM in two-phase argon avalanche detectors
考虑到厚GEM（THGEMs）在相干中微子-核散射、暗物质搜索和其他稀有事件实验中的潜在应用，在两相Ar雪崩探测器中比较了厚GEM和薄GEM的性能。该检测器包括一个1厘米厚的液体Ar层，然后是一个双THGEM或三倍GEM倍增器，在液相上方的饱和蒸气中操作。研究了三种类型的THGEM：由G10和Kevlar制成的THGEM和电阻电极（RETHGEM）。只有G10制造的THGEM在两相Ar中表现出稳定的性能，增益达到3000。成功地操作的两相氩雪崩探测器与薄或厚GEM倍增器被证明在低检测阈值，分别为4和20个初级电子。与三重GEM相比，双THGEM乘法器产生较慢的阳极信号;这允许应用脉冲形状分析以有效地抑制噪声信号。两个倍增器的噪声率进行了评估，在两相Ar;与20个电子的检测阈值和应用脉冲形状分析的噪声水平低至0.007赫兹每1平方厘米的有效面积达到。
Thick GEM-like (THGEM) detectors and their possible applications
厚类GEM（THGEM）电极是坚固的高增益气体电子倍增器，通过薄印刷电路板或其他材料的标准钻孔和蚀刻经济地制造。它们的操作和结构与标准GEM相似，但尺寸扩大了5至20倍。由于较大的孔尺寸，它们在单电极级联和双电极级联中分别提供高达10^5和10^7的电荷倍增。信号上升时间只有几ns，计数率在10^4增益下接近10 MHz/mm^2。亚毫米定位精度证明了一个简单的，基于延迟线的二维读出方案。这些倍增器可以以各种形状和尺寸生产，并且可以在许多气体中操作。它们可以在许多需要非常大的面积、鲁棒、平坦、薄的探测器的应用中取代标准GEM，具有良好的定时和计数率特性以及适度的定位。简要介绍了这些乘子的性质，并讨论了可能的应用。
Experimental study of THGEM detector with mini-rim
本文研究了具有小边缘（边缘小于10μm）的单、双THGEM探测器（5{ \times } 5cm ~ 2有效面积）的气体增益和能量分辨率。单、双THGEM探测器的最大增益分别可达5{ \times } 10 3和2{ \times } 10 5，而不同孔径和厚度的单、双THGEM探测器对5.9 keV X射线的能量分辨率变化范围为18%~ 28在大气压下，气体（氩气、氖气）和少量其它气体（异丁烷、甲烷）。
p/${π^+}$ response of single layer THGEM detector in Ar/3%iC$_4$H$_{10}$
本文研究了北京实验束装置E3线上的单层厚GEM（THGEM）探测器对p/ ${π^+}$的响应。在我们的实验中，THGEM探测器的漂移间隙为4 mm，工作气体为Ar/3%iso。结果表明，在动量为500 ~ 1000 MeV/c的情况下，在相对较低的增益下（$\sim$ 2000），对p的探测效率为93%~ 99%，而对${π^+}$的探测效率略低于对p的探测效率，为82%~ 88%.初步研究了THGEM探测器作为数字强子量能器（DHCAL）采样元件的可行性，为THGEM探测器在环形正负电子对撞机（CEPC）HCAL中的应用提供相关参考。
Low-pressure THGEM-based operation with Ne+H2 Penning mixtures
厚气电子倍增器（THGEMs）在使用各种气体混合物的时间投影室（TPC）中的操作在各种核物理和粒子物理实验中具有应用。在低能核物理学中特别感兴趣的是涉及Ne同位素的核反应的研究。这些反应可以在低压下在TPC中使用Ne基气体混合物作为放射性核束的活性靶来研究。我们报告的低气压操作的THGEMs在Ne + H2气体混合物。我们表明，由于Ne+H2形成潘宁对，与纯氖气相比，与THGEM可以实现更高的增益。此外，与碳基氖气混合物相比，H2用作淬火气体，允许更高的THGEM电压，同时在诸如聚变的反应中产生最小的背景。详细的电子输运和放大模拟已经进行，他们定性同意增加增益H2提供的Ne：H2混合物。用Ne：H2混合物实现的更高的THGEM增益将增强具有高粒度垫平面的活性靶探测器中基于Ne的反应的研究，从而获得更高的空间分辨率重离子轨道数据。
Electron transport and electric field simulations in two-phase detectors with THGEM electrodes
本实验室正在研制的用于暗物质探测的电致发光（EL）带隙两相探测器的主要特点之一是广泛使用厚气电子倍增器（THGEM）。在检测器的各种版本中，THGEM用作气相和液相中的电极以形成漂移、电子发射和EL区域，以及用于气相中的信号的雪崩放大。在这项工作中，通过这样的THGEM电极的电场和电子输运的模拟进行。在液相中，这些模拟允许确定最佳参数，例如THGEM的孔直径和跨其施加的电压，其可以提供电子从漂移区到EL间隙的有效传输。在气相中，研究了THGHEM电压对EL间隙电场均匀性的影响。
First demonstration of THGEM/GAPD-matrix optical readout in two-phase Cryogenic Avalanche Detector in Ar
在两相低温雪崩探测器（CRAD）中，在Ar中演示了THGEM倍增器耦合到3 × 3盖革模式APD（GAPD）矩阵的多通道光学读出。GAPD在近红外（NIR）中记录了THGEM孔雪崩。在雪崩电荷增益为160时，组合的THGEM/GAPD矩阵倍增器的产率为在液相中吸收的每20 keV X射线约80个光电子。已测量到2.5 mm（FWHM）的空间分辨率的撞击X射线。该技术在中微子-核相干散射和暗物质搜索实验中具有潜在的应用价值。
Beam studies of novel THGEM-based potential sampling elements for Digital Hadron Calorimetry
薄的单级和双级基于THGEM的探测器的光束研究。使用μ子和π子研究了几种总厚度为5-6 mm（不包括读出电子器件）的10 x 10 cm^2配置，其中1 x 1 cm^2焊盘通过电阻层电感耦合到APV-SRS读出电子器件。记录了98%范围内的检测效率，平均垫多重性约为1.1。电阻阳极导致了有效的放电阻尼，电位降只有几伏;在两级结构中，μ子和π子的放电概率分别为~10^{-7}和10^{-6}，放电速率为几kHz/cm ^2。这些结果，加上THGEM电极对火花损伤的鲁棒性及其对大面积经济生产的适用性，使得基于THGEM的探测器与SiD-DHCAL考虑的其他技术相比具有很强的竞争力。
Towards THGEM UV-photon detectors for RICH: on single-photon detection efficiency in Ne/CH4 and Ne/CF4
本文研究了由CsI光电阴极涂层的厚气电子倍增器（THGEM）组成的紫外光子探测器在Ne/CH_4和Ne/CF_4混合气体中的探测效率。我们报告的光电子提取效率从光阴极到这些气体混合物，并在光电子收集效率到THGEM孔。在研究的所有气体中达到完全收集效率，在某些情况下以相对低的倍增。在相对较低的工作电压下，使用单个THGEM元件可以达到超过10^5的UV光子的高总探测器增益。我们讨论的背景下，可能的应用程序丰富的光子探测效率。
Measurements of charging-up processes in THGEM-based particle detectors
研究了厚气体电子倍增器（THGEM）电极在电极绝缘表面充电过程中探测器增益随时间的变化。进行了实验研究，以检查上述现象的模型模拟结果，在各种实验条件下。结果表明，在稳定的探测器环境中，雪崩电荷对探测器绝缘表面的充电是影响增益稳定的主要因素。充电是一种瞬态效应，发生在探测器的初始操作期间;它不会影响其长期操作。实验结果与模型模拟结果一致。
Operation of a THGEM-based detector in low-pressure Helium
针对有源靶时间投影室（AT-TPC）的电荷粒子径迹读出应用，研究了厚层气体电子倍增器（THGEM）在纯低压氦气中的工作特性。本文包括不同的探测器配置（单，双，三级联设置），长期增益稳定性和能量分辨率从5.5 MeV的α粒子轨道的有效增益对压力的依赖。在压力范围从100 ° C到760 ° C的纯氦中，已经实现了稳定的操作条件和10^4-10^7的最大探测器增益。测量了350 μ m处5.5 MeV α粒子沉积的690 keV能量的能量分辨率为6.65%（FWHM）。对于完整轨迹的预期能量分辨率为约2.4%（FWHM）。这些结果，连同THGEM电极对火花损伤的鲁棒性，使得THGEM结构与考虑用于TPC应用的其他技术相比具有很强的竞争力，所述TPC应用在用纯惰性气体操作的有源靶中，需要高动态范围和低至几百μ m的宽操作压力范围。
Studies of THGEM-based detector at low-pressure Hydrogen/Deuterium, for AT-TPC applications
我们研究了单和双厚度气体电子倍增器（THGEM）探测器在100-450托范围内的低压纯氢和氘中的性能。研究了单、双级联探测器中压强对最大增益、离子回流和长期增益稳定性的影响。特别是，人们发现，在200托及以上的压力下，单光电子雪崩的最大增益可以达到10^4以上;在较低的压力下，雪崩引起的二次效应将增益限制在103左右。本文的研究结果对低压低质量惰性气体雪崩机制的研究具有重要意义，特别是对核物理和核天体物理领域中有源靶时间投影室（TPC）的THGEM端盖读出的应用具有重要意义。
First observation of liquid-xenon proportional electroluminescence in THGEM holes
首次用光电倍增管记录了从浸没在液体氙中的厚气体电子倍增器（THGEM）电极的孔发射的辐射诱导比例电致发光紫外信号。使用0.4 mm厚的电极和0.3 mm直径的孔观察到显著的光子产率;在2 kV穿过THGEM时，光子产率估计为~600 UV光子/电子超过4pi。这可能为实现结合液体空穴倍增器（LHM）的新型单相贵液体辐射探测器铺平道路;提出了它们的概念。
THGEM operation in Ne and Ne/CH4
厚气体电子倍增器（THGEM）在Ne和Ne/CH 4混合物中的操作，具有在相对低的操作电位下的高倍增因子，在单和双THGEM配置中。我们提出了一些系统的数据测量与紫外光子和软X射线，在各种Ne混合物。它包括增益对孔径和气体纯度的依赖性，从CsI光电阴极到气体中的光电子提取效率，长期增益稳定性和脉冲上升时间。给出了100 × 100 mm^2 X射线成像探测器的位置分辨率。讨论了可能的应用。
THGEM-based detectors for sampling elements in DHCAL: laboratory and beam evaluation
我们报告的结果，广泛的R&D计划，旨在评估厚气体电子倍增器（THGEM）作为数字强子量热法（DHCAL）的潜在活性元素。结果上的效率，垫的多样性和放电概率的10 × 10平方厘米的原型探测器与1平方厘米的读出垫。该检测器由单或双THGEM乘法器组成，直接或通过电阻阳极耦合到焊盘电极。采用标准的离散电子和KPiX读出系统的调查已经进行了实验室条件下，并与介子和π介子在欧洲核子研究中心RD 51试验束。对于具有电荷感应间隙的探测器，已经表明，即使是~6 mm厚的单THGEM探测器也达到了95%以上的探测效率，每个事件的焊盘命中多重性为1.1-1.2;放电概率为1 e-6 - 1 e-5火花/触发的量级，取决于探测器结构和增益。用电阻阳极封闭的WELL孔结构进行的初步束测试产生了<2 e-6的放电概率，效率为~ 95%。提出了用电阻阳极减少电荷扩散和衬垫多重性的方法。新方法显示出良好的前景，进一步评估非常薄的THGEM为基础的探测器作为潜在的有源元件的DHCAL，具有竞争力的性能，简单和鲁棒性。进一步的发展正在进行中。
On the low-temperature performances of THGEM and THGEM/G-APD multipliers in gaseous and two-phase Xe
首次给出了THGEM乘法器在两相雪崩模式下的性能。提供了在低温下在气态甲烷中THGEM操作的其他结果。双THGEM乘法器的稳定工作在两个阶段的增益达到600演示。这些相比，现有的数据，总结在这里为两相Ar，氪和氘雪崩探测器，将GEM和THGEM乘法器。在低温下研究了具有盖革模式雪崩光电二极管（G-APD）的THGEMs的光学读出;在波长高达950 nm的近红外（NIR）中记录了雪崩振荡。在雪崩电荷增益为350时，双THGEM/G-APD倍增器产生每个初始电离电子0.07个光电子，对应于在4pi上每个雪崩电子0.7个NIR光子的雪崩闪烁产率。与两相氩雪崩探测器的结果进行了比较。讨论了其优点、局限性和可能的应用。
Cosmic Ray Test of Mini-drift Thick Gas Electron Multiplier Chamber for Transition Radiation Detector
在宇宙线测试系统中，对有效读出面积为10 $\times$ 10 cm $^{2}$、电离间隙为11.3 mm的厚气体电子倍增器（THGEM）室和两个常规气体电子倍增器（GEM）室进行了测试。厚的电离间隙使THGEM室成为小型漂移室。这种微漂移THGEM室被建议作为一个过渡辐射探测器（TRD）的一部分，用于识别电子离子对撞机（EIC）实验中的电子。通过该宇宙线测试，THGEM电离室在-3.65 kV下获得了大于94 $\%$的效率和220 $μ$ m的空间分辨率$\sim$。由于其出色的空间分辨率和厚电离间隙，THGEM室显示出出色的径迹重建能力。文中还介绍了THGEM腔的增益均匀性和稳定性。
THGEM gain calculations using Garfield++: Solving discrepancies between the simulation and experimental data
厚微图案气体探测器（MPGD），即THGEM，测量和模拟增益之间的差异已被几个小组观察到。为了模拟电子雪崩和增益，社区依赖于在Garfield++中进行的计算，已知与厚MPGD的实验数据相比产生2个数量级的差异。对Ne/5%CH4、Ar/5%CH4和Ar/30%CO2混合气体的模拟结果表明，如果考虑Penning效应，Garfield++模型能够很好地描述实验数据。THGEM和GEM的激发次数比较可能导致潘宁转移，解释了GEM中观察到的不太明显的增益差异。
Multi-layer Thick Gas Electron Multiplier (M-THGEM): a new MPDG structure for high-gain operation at low-pressure
介绍了多层厚膜气体电子倍增器（M-THGEM）的工作原理和性能。M-THGEM是通过多层印刷电路板技术生产的新型空穴型气态电子倍增器;它由多个绝缘基板片（例如，FR-4），夹在薄金属电极层之间。在电极之间施加合适的电势差产生的强偶极场的作用下，电子雪崩过程沿着M-THGEM孔内的连续倍增级发生。本工作的重点是调查两种不同的几何形状：一个两层M-THGEM（无论是作为单或双级联检测器）和一个单一的三层M-THGEM元件，在各种低压氦基气体混合物中进行测试。M-THGEM孔内雪崩体积的固有鲁棒限制提供了对光子诱导的次级效应的有效抑制，从而在宽压力范围内（甚至在纯稀有气体中）实现高增益操作。工作原理、主要性能（最大可实现增益、长期稳定性、能量分辨率等）在不同的辐照条件下，以及性能和潜在的应用进行了讨论。
Ion detector for Accelerator Mass Spectrometry based on low-pressure TPC with THGEM readout
提出了一种利用低压TPC测量离子径迹距离的加速器质谱（AMS）离子鉴别新技术。作为原理的证明，开发了使用THGEM倍增器的具有电荷读出的低压TPC。TPC成功地记录了来自各种放射源的α粒子的轨迹。跟踪范围的测量具有很高的精度，达到2%的分辨率水平。利用这些结果和SRIM程序的模拟，结果表明，同量异位的硼和铍离子可以有效地分离在十西格玛水平。预计这一技术将在新西伯利亚AMS设施中应用于地质物体的定年，特别是新生代的地质年代学。
Toward Application of a Thick Gas Electron Multiplier (THGEM) Readout for a Dark Matter Detector
耶鲁-魏茨曼合作项目旨在开发一种低放射性（低本底）低温惰性液体探测器，用于在地下深处进行的暗物质（DM）测量，例如氙合作项目。一个主要的问题是本探测器组件的天然放射性引起的背景，包括由具有大的U-Th含量的玻璃制成的光电倍增管（PMT）。我们建议使用先进的厚气体电子倍增器（THGEM）最近开发的魏茨曼科学研究所（WIS）。这些“空穴倍增器”将在两相（液体/气体）探测器中测量从液体中的电离提取到气相中的电子，以及从浸没在LiCl中的CsI光电阴极提取的光电子。我们报告的初始测试（在气体中）的THGEM制成的Cirlex（Kapton），这是众所周知的具有低的Ra-Th含量，而不是通常的G10材料具有高的Ra-Th含量。
Optical readout: a tool for studying gas-avalanche processes
雪崩光子的光学记录是研究气体探测器中基本物理过程的一个有趣工具。在这项工作中，我们证明了在雪崩传播调查中的厚气体电子倍增器（THGEMS）与Ne/CF 4（95/5）操作的光学读出的潜力。我们提出了直接测量的结果，与单和级联THGEM探测器用软X射线照射，孔内的孔的多重性和雪崩不对称性，作为探测器参数的函数。进一步的研究方向进行了讨论。
The Thick Gas Electron Multiplier and its derivatives: physics, technologies and applications
厚气体电子倍增器（THGEM）是一种强大的高增益气体雪崩电子倍增器，是各种辐射探测器的组成部分。它可以通过标准的印刷电路钻孔和蚀刻技术经济地制造。我们提出了一个详细的审查THGEM及其衍生物。我们专注于管理他们的操作和性能在不同的操作条件下的物理现象。与这些探测器的生产和它们的当前和潜在的应用相关的技术方面进行了讨论。
Design and studies of thick Gas Electron Multipliers fabricated in India
厚气体电子倍增器（THGEMs）是坚固耐用的高增益微图案气体探测器，通过薄印刷电路板的标准钻孔和蚀刻经济地制造。在本文中，我们提出了我们最近的模拟以及实验研究的THGEMs已在印度制造使用当地的专业知识。已经制造了两种类型的THGEM;一组具有没有任何外部边缘的孔，另一组具有带边缘的孔。这些探测器的特点是使用氩-二氧化碳和氩-异丁烷气体混合物。电子传输，有效增益，能量分辨率和优化的工作范围的研究已经提出了这两套THGEM。
Advances in Thick GEM-like gaseous electron multipliers. Part I: atmospheric pressure operation
厚宝石状（THGEM）气体电子倍增器是由标准的印刷电路板穿孔亚毫米直径的孔，蚀刻在他们的边缘。有效的气体倍增因子100000和10000000和快速脉冲在几纳秒上升时间尺度达到单和级联双THGEM元素，在大气压标准气体混合物与单光电子。高的单电子探测效率是在光子探测器结合THGEM和半透明的紫外线敏感的CsI光电阴极或反射的顶部THGEM面上沉积的，后者的好处是降低敏感性电离背景辐射。稳定的操作记录与光电子通量超过MHz/mm 2。讨论了这些简单而鲁棒的乘子的性质和一些潜在的应用。
Demonstration of ThGEM-Multiwire Hybrid Charge Readout for Directional Dark Matter Searches
目前使用气体时间投影室的定向暗物质搜索探测器的灵敏度现在受到目标质量的限制。吨级气体TPC检测器将需要大的电荷读出区域。我们提出了一种新的ThGEM-多线混合电荷读出技术的首次演示，该技术结合了厚气体电子倍增器的鲁棒性和高气体增益与SF $_6$靶气体中的单平面多线电荷读出的较低电容噪声。用该混合检测器进行的测量显示在20托纯SF $_\text{6}$目标气体中在$2470\pm160$的气体增益下在$93~\text{Td}~(10^{-17}~\text{V cm}^{2})$的减小的漂移场$\text{E/N}$中$139~\pm~12~\text{ms}^{-1}$的离子漂移速度。
Optical Readout of a Two Phase Liquid Argon TPC using CCD Camera and THGEMs
本文介绍了一个初步的研究，使用CCD成像的二次闪烁光厚气体电子倍增器（THGEMs）在两相LAr TPC。将Sony ICX 285 AL CCD芯片安装在40升两相LAr TPC的气相中的双THGEM上方，其中大部分照相机电子器件经由馈通定位在外部。Am-241源安装在可旋转的运动馈通上，允许将α源定位在场笼的内部或外部。为TPC设计而开发并集成的是一种具有LAr绝缘特性的新型高压馈通。此外，还测试了一系列网络摄像头作为内部检测器监控工具在低温下的操作。在测试的网络摄像头中，Microsoft HD-3000（型号：1456）网络摄像头在噪音和最低工作温度方面表现出色。在环境温度和大气压力为1 ppm的纯氩气中，THGEM增益约为1000，并且使用1毫秒曝光，CCD捕获单个α轨迹。CCD相机在两相低温模式下的成功操作也实现了。首次用10秒曝光拍摄到Am-241源在LAr中引起的二次闪烁光。
On the operation of a Micropattern Gaseous UV-Photomultiplier in Liquid-Xenon
本文介绍了一种通过氟化镁窗口耦合到液氙闪烁体的紫外敏感气体光电倍增管（GPM）的工作结果。它由一个反射CsI光电阴极沉积在一个厚气体电子倍增器（THGEM）的顶部;进一步的倍增阶段是第二个THGEM或一个并行电离倍增器（PIM），然后是一个MICROMEsh Gaseous结构（MICROMEGAS）。GPM在气流模式下使用不可冷凝的气体混合物操作。在Ne/CH 4（95：5）、Ne/CF 4（95：5）和Ne/CH 4/CF 4（90：5：5）中，用173 K的软X射线，用CsI涂层的双THGEM探测器测得增益为10^4。本文首次用双THGEM GPM（He/CH_4（92.5：7.5））和三结构THGEM/PIM/MICROMEGAS GPM（Ne/CH_4（90：10））测量了α粒子在液态氙中引起的闪烁信号。
The cryogenic RWELL: a stable charge multiplier for dual-phase liquid-argon detectors
本文提出并验证了适用于双相液氩探测器的低温 RWELL 电荷倍增器，通过阻性 DLC 阳极提升放电抑制能力，实现更优增益与稳定性。
Electron transfer efficiency in liquid xenon across THGEM holes
针对大质量、高灵敏度WIMP暗物质探测的探测器设计难题，研究了涂有VUV光电阴极的THGEM在液态氙中的电子转移效率，实验证实实际电压下效率近100%，且电压依赖性与模拟吻合。
MPPC versus MRS APD in two-phase Cryogenic Avalanche Detectors
结合THGEM/GAPD倍增器的两相低温雪崩探测器（CRADs）已成为一种新兴的、有潜力的暗物质搜寻和中微子-核相干散射实验技术。在这样的倍增器中，使用盖革模式APD（GAPD）矩阵在近红外（NIR）中光学地记录THGEM空穴雪崩。为了选择合适的传感器，比较研究了Hamamatsu（MPPC）、CPTA（MRS APD）和SensL（SiPMs）等6种不同公司生产的GAPD在87 K氩气中两相CRADs中的低温性能。陶瓷封装的GAPD在低温下不能正常工作，而塑料封装的GAPD，即MPPC S10931- 100 P和MRS APD 149-35，在87 K下表现出令人满意的性能。此外，MPPC S10931- 100 P在更高的检测效率、更低的噪声率、更低的像素猝灭电阻和更好的特性再现性方面被证明是优越的。
Novel resistive charge-multipliers for dual-phase LAr-TPCs: towards stable operation at higher gains
开发了RWELL和RPWELL探测器的低温版本，通过在THGEM中嵌入电阻材料减轻放电，实现双相TPC中电离电子的稳定雪崩倍增，使其能在比标准THGEM更高的电荷增益下运行。
Nanodiamond photocathodes for MPGD-based single photon detectors
本研究验证氢化纳米金刚石（HND）作为MPGD光子探测器CsI光阴极的替代方案，其量子效率约为CsI的十分之一，但抗离子轰击能力提升约10倍，且对THGEM响应影响极小，展现出更优的鲁棒性潜力。
First studies with the Resistive-Plate WELL gaseous multiplier
我们提出的电阻板井（RPWELL）的第一次研究的结果：一个单面THGEM耦合到铜阳极通过高体电阻率的电阻层。我们探索了不同体电阻率（10^9 - 10^12欧姆cm）和厚度（0.4 - 4 mm）的各种材料。我们最成功的原型是一个0.6 mm的电阻板，其电阻约为10^9 Ohm cm，在Ne/5%CH4中使用8 keV的X射线时，增益高达10^5;当速率从10 Hz/mm^2增加到10^4 Hz/mm^2时，增益下降了30%。探测器显示出完全的“无放电”操作-即使暴露在高初级电离事件中。我们提出了RPWELL探测器的概念，并将其性能与其他先前探索的THGEM配置进行比较-在增益，曲线，对速率的依赖性和对高电离的响应方面。稳健的电阻板WELL概念是微图案气体探测器系列的一大进步，具有众多潜在应用。
MPGD-based photon detectors for the upgrade of COMPASS RICH-1 and beyond
COMPASS是CERN SPS的一个固定目标实验，旨在研究强子结构和光谱。在$3$和$55 GeV/c$之间的动量范围内的强子识别是由大型气体环成像切伦科夫计数器RICH-1提供的。为了应对COMPASS新物理计划带来的挑战，RICH-1已经升级，用新开发的MPGD光子探测器取代了四个基于MWPC的光子探测器。新型探测器的架构是两层THGEM和Micromegas的混合组合。第一个THGEM的顶部涂有CsI作为反射光电阴极。阳极分段在垫电容耦合到APV-25为基础的读出。新的混合探测器已在2016年COMPASS数据采集期间投入使用，并在2017年运行期间稳定运行。本文讨论了COMPASS RICH-1新型光子探测器的设计、结构、操作和性能。
Status of COMPASS RICH-1 Upgrade with MPGD-based Photon Detectors
一套新的基于MPGD的光子探测器正在为COMPASS RICH-1的升级而建造。探测器覆盖的总有效面积为1.4米$^2$，是基于一个混合架构，包括两个THGEM层和Micromegas。在一个THGEM上的CsI膜充当反射光电阴极。文中详细介绍了探测器的特点、各部件的生产及其验证试验。
Development of the TIP-HOLE gas avalanche structure for nuclear physics/astrophysics applications with radioactive isotope beams: preliminary results
讨论了基于多层厚层气体电子倍增器（M-THGEM）概念耦合到针状阳极的新型微图案气体探测器的工作原理和性能。新的气体雪崩结构的目的是在核物理和核天体物理应用放射性同位素束的高增益操作。此后，它被命名为TIP-HOLE气体放大器，并且由安装在WELL配置中的THGEM或两层M-THGEM组成。雪崩电极由薄的导电针（具有高达几十μ m的半径和100 μ m的高度）收集，位于孔的中心并充当点状阳极。针的底部区域可以被圆柱形阴极条围绕，以便增加电子收集效率。来自M-THGEM上方的漂移区的电场线聚焦到孔中，然后被迫会聚在针尖上。在针的顶部达到极高的场，产生点状雪崩过程。即使在大气压下的纯淬灭气体（例如纯异丁烯）中，也可以在相对低的操作电压下实现宽压力范围内的稳定的高增益操作。TIP-HOLE结构可以通过用于大面积多层印刷电路板的创新可扩展增材制造技术来生产，该技术最近由UHV技术公司（美国）开发并在本工作中首次讨论。
Beam Studies of the Segmented Resistive WELL: a Potential Thin Sampling Element for Digital Hadron Calorimetry
厚气体电子倍增器（THGEMs）有可能在未来的对撞机中构成数字强子量热（DHCAL）中薄而坚固的采样元件。我们报告最近的光束研究新的单和双THGEM的结构，乘法器是一个分段电阻井（SRWELL）-一个单面THGEM接触分段电阻层感应耦合到读出垫。用μ子和π子研究了几种10个$\times$ 10 cm $^2$配置，其总厚度为5-6 mm（不包括电子器件），具有耦合到APV-SRS读出的1 cm $^2$焊盘。记录了98 $%$范围内的检测效率，平均垫多重性为$\sim$ 1.1。电阻阳极导致有效的放电阻尼，电位下降几伏;放电概率为$\sim10^{-7}$的μ子和$\sim10^{-6}$的π子在双级配置，在几kHz/cm的速率$^2$。进一步的优化工作和对更大探测器的研究正在进行中。
Characterisation of Thick Gaseous Electron Multipliers as charge readout operated in pure argon
该研究针对纯氩环境下工作的厚气体电子倍增器（ThGEMs），通过静电模拟指导设计，提出带嵌入式内部电极的改进结构以提升增益稳定性，经实验验证了不同结构的性能差异。
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